Kondensatorius (elektra)
Kondensatorius – dviejų laidininkų, vadinamu elektrodais, sistema, kuri turi savybę kaupti energiją tarp tų elektrodų sukurtame elektriniame lauke. Prijungus įtampą ant elektrodų (arba „plokštelių“) kaupiasi krūviai, kurių absoliutinės vertės lygios, tik priešingi ženklai.

IstorijaKeisti
Pirmąjį kondensatorių 1745 m. sukūrė ir išbandė Leideno universiteto fizikas Piteris Mušenbrukas (1692–1761).[1]
TipaiKeisti
Pagal formą kondensatoriai skirstomi į:
- Plokščiuosius
- Sferinius
- Cilindrinius
Pagal naudojamą dielektriką dažniausiai skirstomi į dvi grupes:
- Elektrolitinius
- Keramikinius
SandaraKeisti
Kondensatorius sudarytas iš dviejų laidininkų, vadinamų elektrodais. Tarpe tarp elektrodų gali būti dielektrikas, kuris naudojamas kondensatoriaus talpai padidinti.
Plokščiajame kondensatoriuje elektrodų vaidmenį atlieka dvi plokštelės, sferiniame – dvi bendraašės sferos, cilindriniame – du cilindrai.
Sferinis kondensatorius yra daugiau teorinis matematinis modelis, o praktikoje naudojami plokštieji ir cilindriniai kondensatoriai.
TalpaKeisti
Kondensatoriaus elektrinė talpa apibrėžiama panašiai, kaip ir pavienio laidininko: ji lygi vieno elektrodo krūvio ir potencialų skirtumo tarp elektrodų santykio moduliui. Modulis imamas dėl to, jog elektros krūvis gali būti tiek teigiamas, tiek neigiamas, o kondensatoriaus elektrinė talpa yra tik teigiamas dydis:
kur
- C – elektrinė talpa;
- q – vieno elektrodo krūvis;
- U – potencialų skirtumas tarp elektrodų.
Talpos matavimo vienetas SI sistemoje – faradas (F). Kadangi faradas yra gana didelis dydis, dažniausiai kondensatoriaus talpa nusakoma mikrofaradais (µF), nanofaradais (nF), pikofaradais (pF)
Plokščiojo kondensatoriaus talpaKeisti
kur
- ε0 – elektrinė konstanta;
- S – kondensatoriaus plokštelių bendras plotas;
- d – atstumas tarp elektrodų.
- ε – dielektrinė skvarba;
Padidinus atstumą d, talpa sumažėja. Jei kondensatorius tuo metu įkrautas, įtampa padidėja. Šiuo principu veikia kondensatorinis mikrofonas.
Sferinio kondensatoriaus talpaKeisti
kur
- ε0 – elektrinė konstanta;
- R1, R2 – kondensatorių sudarančių sferų spinduliai.
Cilindrinio kondensatoriaus talpaKeisti
kur
- ε0 – elektrinė konstanta;
- R1, R2 – kondensatorių sudarančių cilindrų spinduliai.
- l – cilindrų ilgis.
Jei kondensatoriuose naudojamas dielektrikas, visose formulėse ε0 reikia padauginti iš dielektriko dielektrinės skvarbos ε (vietoj ε0 – ε0ε).
Kondensatoriaus sukaupta energijaKeisti
Energija sukaupta kondensatoriuje:
kur
- Wc – energija [J];
- C – talpa [F];
- U – įtampa [V].
Kondensatoriaus reaktyvioji varžaKeisti
kur
- Xc – varža [Ω];
- f – srovės dažnis [Hz];
- C – talpa [F].
Taip pat skaitykiteKeisti
ŠaltiniaiKeisti
- ↑ TARASONIS, Vytautas. Fizika: vadovėlis XI–XII klasei . Vilnius: Mokslo ir enciklopedijų leidykla, 1995, 104 p. ISBN 5-420-00253-1.